Väikese koguse ränikarbiidi (SiC) lisamine ferrosiliitsiumi sulatamisel võib säästa elektrienergiat. Siin viidatud "ränikarbiid" ei ole konkreetne tooraine, vaid grafiitelektroodide valmistamisel tekkiv grafitiseerimisahju soojusisolatsioonijääk. See sisaldab suures koguses ränikarbiidi, mistõttu on tavaks nimetada neid jäätmeid "ränikarbiidiks".
Selle koostisained on järgmised:
SiC25-40%; SiO220%; C25%; ülejäänu on Al2O3 ja CaO jne Miks väikese koguse "ränikarbiidi" lisamine sulatamise ajal võib vähendada energiatarbimist.
Ferrosiliitsiumi sulatamisel on ränidioksiidi redutseerimine reaktsioon, mis neelab suurel hulgal soojusenergiat. Seetõttu tuleb reaktsioon läbi viia intensiivselt väga kõrgel temperatuuril (ligikaudu 1800–1900 kraadi), kulutades seega suurel hulgal elektrienergiat. Kui laengule lisatakse osa ränikarbiidist, reageerib see ahjus laengus olevate terasejääkidega järgmiselt:
SiC＋Fe= FeSi＋C
See reaktsioon on endotermiline reaktsioon ning neelduv soojus ja reaktsiooni temperatuur on madalamad kui ränidioksiidi redutseerimiseks vajalikud. Seetõttu võib osa ränikarbiidi lisamine ahju laengule vähendada energiatarbimist.
45 ferrosiliitsiumi sulatamisel, kuna laengus on palju terasejääke, toimub ränikarbiidi lagunemisreaktsioon peamiselt SiC+Fe= FeSi+C järgi. Seetõttu on ränikarbiidi kasutusmäär praegu kõrgem.
75 ferrosiliitsiumi sulatamisel on laengus vähem terasejääke ja rohkem ränidioksiidi. Ränikarbiidi hävitamise reaktsioon kulgeb peamiselt järgmiselt:
2SiO2＋SiC= 3SiO＋CO↑
SiO＋SiC=2Si＋CO↑
Mõlemad reaktsioonid viiakse läbi kõrgel temperatuuril üle 1800 kraadi ja reaktsioonis osaleb gaasiline SiO. Kuna gaasiline SiO on lenduvam, ei saa ränikarbiidi hävitavat reaktsiooni ohutult läbi viia. On näha, et 75 ferrosiliitsiumi sulatamisel on ränikarbiidi kasutusmäär madal.
Praktika on tõestanud, et 45 ferrosiliitsiumi sulatamisel suure võimsusega sukelkaarahjus on osa ränikarbiidi lisamisel olulisem mõju. 75 ferrosiliitsiumi sulatamisel lisatakse veidi ränikarbiidi, kuid mõju pole märkimisväärne.
Ränikarbiidil on kõrge sulamistemperatuur ja tugev elektrijuhtivus. Pärast tugevdatud räni lisamist sulatamise ajal ei ole elektroodi lihtne stabiliseerida ja ahju tingimusi on raske kontrollida. Lisaks on seal palju ränikarbiidi pulbrit, mis mõjutab materjali pinna õhu läbilaskvust ja mõnikord põhjustab tõsist süttimist. Sel põhjusel ei ole sulatamise ajal lihtne lisada liiga palju ränikarbiidi ning pulbri vähendamiseks tuleks kasutatav ränikarbiidi hoolikalt valida.
Kogemused on tõestanud, et 45 ferrosiliitsiumi sulatamisel võib igale materjalipartiile lisada 50–70 kilogrammi ränikarbiidi (ränidioksiid arvutatakse 300 kilogrammini); 75 ferrosiliitsiumi sulatamisel on sobivam lisada igale materjalipartiile 20–30 kilogrammi.
